12月9日，一則“豐田汽車有望成為全球首家量產(chǎn)搭載固態(tài)電池汽車廠商”的重磅新聞轟動市場。

《日經(jīng)新聞》報道，豐田目前正在開發(fā)的固態(tài)電池汽車，在同等條件下的續(xù)航里程是采用傳統(tǒng)鋰離子電池的超過兩倍；而且充滿電只需要大約10分鐘，相比于傳統(tǒng)電動汽車縮減了至少三分之二。

不難看出，相對于傳統(tǒng)鋰電子電池，固態(tài)電池不僅意味著安全性的提升，充電時間和續(xù)航里程也有提高。對整個汽車行業(yè)而言，如果固態(tài)電池電動車量產(chǎn)，那么電動車行業(yè)都將迎來顛覆性轉(zhuǎn)變。

那么固態(tài)電池到底是什么？

什么是固態(tài)電池？

動力電池可以算作電動車的“心臟”。

這次所提到的固態(tài)電池與傳統(tǒng)鋰離子電池最大的不同在于電解質(zhì)。

傳統(tǒng)鋰離子電池主要由正負極材料、電解液和隔膜組成。正負極材料決定了電池的容量，電解液及隔膜作為傳輸鋰離子的介質(zhì)。

固態(tài)電池則是使用固體電解質(zhì)，替代了傳統(tǒng)鋰離子電池的電解液和隔膜。固態(tài)鋰電池之所以受歡迎，主要是各方面優(yōu)勢突出：不僅安全性更好、起火風(fēng)險大幅降低，能量密度也高于采取相同正負極材料的傳統(tǒng)鋰電池。

天風(fēng)證券從電介質(zhì)材料來看，目前已經(jīng)在使用或接近商用的固態(tài)電池的電解質(zhì)有聚合物、硫化物和氧化物三種，氧化物固態(tài)電池是綜合前景最好的。

天風(fēng)證券在今年8月的一份報告中表示，氧化物電解質(zhì)的優(yōu)勢是穩(wěn)定性好，循環(huán)壽命長（可達1000次以上），能量密度較高，倍率性能較好，同時成本較低；主要缺陷是界面接觸問題尚未完美解決。

相比之下，硫化物電解質(zhì)工業(yè)化較難，與電極接觸時的界面阻抗普遍較高；聚合物電池在移動電源市場上已經(jīng)做到了量產(chǎn)，但是充電倍率較差，能量密度較低。

固態(tài)電池安全性能突出

盡管如今動力電池有不同的技術(shù)路線，但是各有優(yōu)缺點，令電動車制造商們最頭疼的問題之一就是電池起火。

目前動力電池的鋰電池主要分為兩個技術(shù)路線，磷酸鐵鋰和三元鋰電池。其中三元鋰電池又分為NCA鎳鈷鋁和NCM鎳鈷錳。雖然三元鋰電池能量密度高，但是電池安全隱患大。

天風(fēng)證券在今年9月的研報中提到，鋰電池快充帶來的安全隱患，包括熱效應(yīng)和析晶。

熱效應(yīng)：大電流充電，內(nèi)阻的增大會導(dǎo)致焦耳發(fā)熱效應(yīng)加劇帶來副反應(yīng)，如電解液的反應(yīng)分解、產(chǎn)氣等一系列問題。析晶：造成電池短路的危險。

相比之下，固態(tài)電池安全性能卓越，是鋰電池安全性的關(guān)鍵解決方案之一。

核心問題：續(xù)航里程呢？

除了安全問題之外，如今阻礙許多消費者購買電動車的因素之一也包括里程問題。只有解決了續(xù)航里程和充電問題，新能源汽車的便利性才會大大提升。

電池續(xù)航里程與一個重要的參數(shù)有關(guān)：能量密度。天風(fēng)證券認為，目前固態(tài)電池在突破能量密度天花板上具有優(yōu)勢，而且成組效率也更高；此外，固態(tài)電池也支持快充。

固態(tài)電解質(zhì)體系因為減少了電解液和隔膜（換成了固態(tài)電解質(zhì)），贛鋒采用同樣正負極的固態(tài)電池能量密度高于傳統(tǒng)電池。而且固態(tài)電池可以采用能量密度更高的金屬鋰作為負極，從而進一步提升電池能量密度。贛鋒預(yù)計第三代固態(tài)電池可以將電芯能量密度提升到400WH/KG。固態(tài)電池適合采用CTP刀片電池的布局，成組效率高于傳統(tǒng)鋰電池，成組階段還能再次提升能量密度。

這家比爾·蓋茨看好的公司更厲害？

近日除了豐田汽車的新聞之外，一家專注固態(tài)電池技術(shù)的初創(chuàng)企業(yè)QuantumScape公布了令人振奮的研發(fā)進展。

QuantumScape12月8日在官網(wǎng)披露，其最新試驗結(jié)果顯示，該公司的技術(shù)解決了阻礙高能量密度固態(tài)電池廣泛采用的許多基本問題，包括充電時間、循環(huán)壽命、安全和運行溫度。

基于單層電池測試的結(jié)果顯示，該公司的固態(tài)電池只要15分鐘就能充電80%，比傳統(tǒng)電池或其他固態(tài)電池路線的速度更快。此外，數(shù)據(jù)還顯示，該技術(shù)適應(yīng)的溫度范圍也極為廣泛，甚至在零下30攝氏度也能運行。